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文档简介

1、例题7-5 内燃机的循环之一-奥托循环.内燃机利用液体或气体燃料,直接在气缸中燃烧,产生巨大的压强而作功.内燃机的种类很多,我们只举活塞经过四个过程完成一个循环(如图)的四动程汽油内燃机(奥托循环)为例.说明整个循环中各个分过程的特征,并计算这一循环的效率.,(1)吸入燃料过程 气缸开始吸入汽油蒸汽及助燃空气，此时压强约等于1.0105Pa ，这是个等压过程（图中过程ab）。,p,V,V2,V1,O,a,b,e,d,c,p0,解：奥托循环的四个分 过程如下：,卡诺循环,(2)压缩过程 活塞自右向左移动，将已吸入气缸内的混合气体加以压缩，使之体积减小，温度升高，压强增大。由于压缩较快，气缸散热较

2、慢，可看作一绝热过程（图中过程bc）,(3)爆炸、作功过程 在上述高温压缩气体中，用电火花或其他方式引起燃烧爆炸，气体压强随之骤增，由于爆炸时间短促，活塞在这一瞬间移动的距离极小，这近似是个等体过程（图中过程cd）。这一巨大的压强把活塞向右推动而作功，同时压强也随着气体的膨胀而降低，爆炸后的作功过程可看成一绝热过程（图中过程de）。,卡诺循环,(4)排气过程 开放排气口，使气体压强突然降为大气压，这过程近似于一个等体过程（图中过程eb），然后再由飞轮的惯性带动活塞，使之从右向左移动，排出废气，这是个等压过程（图中过程ba）。,严格地说，上述内燃机进行的过程不能看作是个循环过程。因为过程进行中，

3、最初的工作物为燃料及空气。后经燃烧，工作物变为二氧化碳，水汽等废气，从气缸向外排出不再回复到初始状态。但因内燃机作功主要是在p-V图上bcdeb这一封闭曲线所代表的过程中，为了分析与计算的方便，我们可换用空气作为工作物，经历bcedb这个循环，而把它叫做空气奥托循环。,卡诺循环,气体主要在循环的等体过程cd中吸热（相当于在爆炸中产生的热），而在等体过程eb中放热（相当于随废气而排出的热），设气体的质量为M，摩尔质量为Mmol，摩尔定体热容为Cv，则在等体过程cd中，气体吸取的热量Q1为：,而在等体过程eb中放出的热量应为,卡诺循环,把气体看作理想气体，从绝热过程de及bc可得如下关系,所以这个循环的效率应为,两式相减得,亦即,卡诺循环,实际上汽油机的效率只有25左右。,式中r= V/V0 叫做压缩比。计算表明，压缩比愈大，效率愈高。汽油内燃机的压缩比不能大于7，否则汽油蒸汽与空气的混合气体在尚未压缩至c点时温度已高到足以引起混合气体燃烧了。设r=7, =1.4，则,卡诺循环,实际上汽油机的效率只有25左右。,式中r=V/V0 叫做压缩比。计算表明，压缩比愈大，效率愈高。汽油内燃机的压缩比不能大于7，

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